図面 (/)

技術 コード状ヒータ

出願人 株式会社クラベ
発明者 大場基行山村健太長谷康浩
出願日 2007年6月15日 (13年0ヶ月経過) 出願番号 2007-158453
公開日 2008年12月25日 (11年6ヶ月経過) 公開番号 2008-311111
状態 拒絶査定
技術分野 抵抗加熱
主要キーワード 部分断線 温度変化値 一製造条件 ニッケルクロム合金線 導通箇所 抗張力性 マンドレル径 凍結防止用ヒータ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年12月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

発熱線の一部に断線が生じてしまった際にも異常発熱による被害を防止することが可能なコード状ヒータを提供すること。

解決手段

芯線2上に発熱線3を巻装してなる発熱芯4からなり、上記発熱線3は、絶縁被膜3bにより被覆された導体素線3aを引き揃え又は撚合せたものであるコード状ヒータ1。上記導体素線3aは、該導体素線3a径の60倍の径の丸棒巻付けた後、弾性により復元した形状の径を、上記丸棒の径で除することにより算出した復元率の値が、200%以下であるコード状ヒータ1。最外層として熱融着層が形成されたコード状ヒータ1。

概要

背景

電気毛布電気カーペットカーシートヒータ等に使用されるコード状ヒータは、芯線発熱線螺旋状に巻き、その上から絶縁層による外被被覆する構成のものが一般的に知られている。ここで、発熱線としては、銅線ニッケルクロム合金線などを引き揃え又は撚合せたものから構成されている。

本願発明に関連する技術として、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3が挙げられる。また、本願発明の応用技術として、例えば、本出願人による特許文献4などが挙げられる。

特開2004−55179公報:昭和電線電纜
特開2006−351457公報:松下電器産業
特開2007−134341公報:松下電器産業
特開2003−174952公報:クラ

概要

発熱線の一部に断線が生じてしまった際にも異常発熱による被害を防止することが可能なコード状ヒータを提供すること。芯線2上に発熱線3を巻装してなる発熱芯4からなり、上記発熱線3は、絶縁被膜3bにより被覆された導体素線3aを引き揃え又は撚合せたものであるコード状ヒータ1。上記導体素線3aは、該導体素線3a径の60倍の径の丸棒巻付けた後、弾性により復元した形状の径を、上記丸棒の径で除することにより算出した復元率の値が、200%以下であるコード状ヒータ1。最外層として熱融着層が形成されたコード状ヒータ1。

目的

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、発熱線の一部に断線が生じてしまった際にも異常発熱による被害を防止することが可能なコード状ヒータに関する。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

芯線上に発熱線巻装してなる発熱芯からなるコード状ヒータにおいて、上記発熱線は、絶縁被膜により被覆された導体素線を引き揃えたものであることを特徴とするコード状ヒータ。

請求項2

芯線上に発熱線を巻装してなる発熱芯からなるコード状ヒータにおいて、上記発熱線は、絶縁被膜により被覆された導体素線を撚合せたものであることを特徴とするコード状ヒータ。

請求項3

上記導体素線は、該導体素線径の60倍の径の丸棒巻付けた後、弾性により復元した形状の径を、上記丸棒の径で除することにより算出した復元率の値が、200%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のコード状ヒータ。

請求項4

最外層として熱融着層が形成され、該熱融着層は、上記絶縁被膜の分解開始温度以下又は融点以下の温度で溶融することを特徴とする請求項1〜請求項3記載のコード状ヒータ。

技術分野

0001

本発明は、電気毛布電気カーペットカーシートヒータなどに好適に使用可能なコード状ヒータ係り、特に、発熱線の一部に断線が生じてしまった際にも異常発熱を防止することが可能なもの関する。

背景技術

0002

電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ等に使用されるコード状ヒータは、芯線に発熱線を螺旋状に巻き、その上から絶縁層による外被被覆する構成のものが一般的に知られている。ここで、発熱線としては、銅線ニッケルクロム合金線などを引き揃え又は撚合せたものから構成されている。

0003

本願発明に関連する技術として、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3が挙げられる。また、本願発明の応用技術として、例えば、本出願人による特許文献4などが挙げられる。

0004

特開2004−55179公報:昭和電線電纜
特開2006−351457公報:松下電器産業
特開2007−134341公報:松下電器産業
特開2003−174952公報:クラ

発明が解決しようとする課題

0005

コード状ヒータは、実使用に際して、引張や屈曲など様々な外力が加わることがある。このような外力が加わると、コード状ヒータに使用される発熱線は、一般に極細線材からなるため、発熱線に断線が生じる恐れがある。このような断線を防ぐため、上記の通り、発熱線は抗張力を有す芯線に巻かれており、外力が芯線に加わるような構成としているが、それでも、過度の外力が加われば断線が生じてしまうことは否めない。

0006

ここで、従来の発熱線は各導体素線が接した状態で引き揃え又は撚り合されているものであるため、導体素線の一部が断線した場合、この断線した部分は、発熱線の径が細くなったのと同じ状態となる。そのため、この一部が断線した部分は、単位断面積当たりの電流量が増加することになり、異常発熱を起こす可能性がある。このような異常発熱が継続すると、その周囲を焦がすのみならず、使用者火傷を負わしたり、火災を発生したりするなど甚大な被害を生ずることにもなりかねない。

0007

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、発熱線の一部に断線が生じてしまった際にも異常発熱による被害を防止することが可能なコード状ヒータに関する。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するべく、本発明の請求項1によるコード状ヒータは、芯線上に発熱線を巻装してなる発熱芯からなり、上記発熱線は、絶縁被膜により被覆された導体素線を引き揃えたものであることを特徴とするものである。
また、請求項2によるコード状ヒータは、芯線上に発熱線を巻装してなる発熱芯からなり、上記発熱線は、絶縁被膜により被覆された導体素線を撚合せたものであることを特徴とするものである。
また、請求項3記載のコード状ヒータは、上記導体素線は、該導体素線径の60倍の径の丸棒巻付けた後、弾性により復元した形状の径を、上記丸棒の径で除することにより算出した復元率の値が、200%以下であることを特徴とするものである。
また、請求項4記載のコード状ヒータは、最外層として熱融着層が形成され、該熱融着層は、上記絶縁被膜の分解開始温度以下又は融点以下の温度で溶融することを特徴とするものである。

発明の効果

0009

本発明によるコード状ヒータは、発熱線を構成する導体素線の1本ずつが絶縁膜により被覆されているため、元々の状態で導体素線1本ずつが並列回路を構成するようになっている。この場合、導体素線の一部に断線が生じても、並列の回路の一部回路が断線したことと同義になり、発熱線全体として抵抗値が高くなることになる。そのため、断線部分において単位断面積当たりの電流量が増加することはなく、異常発熱を起こすこともない。
また、導体素線が絶縁被膜により被覆された構成であるため、導体素線が腐食し易い材料であっても製造時等の腐食を防止することもできる。それとともに、断線を生じた後も、導体素線における導通が可能な箇所は断面のみとなる。断線した導体素線の導通箇所同士が触れたり離れたりするとスパークが発生し、異常発熱につながるため、導体素線が絶縁被膜により被覆されていることは、スパーク発生の可能性を非常に小さくすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の構成について図1を参照して説明する。

0011

芯線2としては、例えば、ガラス繊維等の無機繊維や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル繊維脂肪族ポリアミド繊維芳香族ポリアミド繊維全芳香族ポリエステル繊維等の有機繊維モノフィラメントマルチフィラメントスパン、或いはそれらの繊維材料、若しくは、それらの繊維材料を構成する有機高分子材料芯材とし、その周上に熱可塑性の有機高分子材料が被覆された構成を有する繊維などが挙げられる。また、本発明においては、発熱線3を構成する導体素線3aが絶縁被覆3bにより絶縁されているため、芯線2は絶縁材料にこだわる必要はない。例えば、ステンレス鋼線チタン合金線等を使用することも可能である。しかし、導体素線3aが断線したときのことを考慮すると、芯線2は絶縁材料であった方が良い。

0012

発熱線3は、絶縁被膜3bにより被覆された各導体素線3aを引き揃え又は撚合せたものから構成されている。この内、引き揃えたものから構成されていた方が、発熱芯4の径が細くなるとともに、表面も平滑になるため好ましい。

0013

導体素線3aとしては、従来公知のものを使用することができ、例えば、銅線、銅合金線ニッケル線鉄線アルミニウム線ニッケルクロム合金線、銅−ニッケル合金、鉄−クロム合金などが使用できる。これらの中でも、発熱線3を巻付けたときのスプリングバックする量が小さい材料が良く、復元率が200%以下となるものが好ましい。例えば、上記特許文献1〜特許文献3に記載されたような銅銀合金線などは、抗張力性に優れ引張強度屈曲強度には優れるものの、発熱線を巻付けたときスプリングバックし易い。そのため、芯線2に巻装する際に、発熱線3の浮きや、過度の巻付けテンションによる導体素線3aの破断が生じ易く、また加工後には撚り癖が生じ易いため好ましくない。特に、本発明においては、導体素線3aには絶縁被膜3bが被覆されることから、この絶縁被膜3bによる復元力も加わることになる。そのため、導体素線3aの復元率が小さいものを選定し、絶縁被膜3bによる復元力をカバーすることが重要となる。

0014

ここで、本発明で規定する復元率の測定について詳しく記述する。まず、導体素線に一定荷重掛けながら、導体素線径の60倍の径の円柱形マンドレルに対して、導体素線が重ならないように3回以上巻きつける。10分後、荷重取り去り導体素線をマンドレルから外し、弾性により復元した形状の内径を測定して、導体素線のスプリングバックする割合を次式により算出して、復元率として評価する。
R=(d2/d1)×100
記号の説明:
R:復元率(%)
d1:巻付試験に用いたマンドレル径(mm)
d2:導体素線をマンドレルに巻きつけた後、荷重を開放して復元した形状の内径(mm)

0015

導体素線3aに被覆される絶縁被膜3bとしては、従来公知の樹脂材料等を使用することができ、例えば、ポリウレタン樹脂ポリアミド樹脂ポリエチレン樹脂ポリエステル樹脂塩化ビニル樹脂フッ素樹脂シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、熱融着性を有する材料を使用すれば、導体素線3a同士を融着することができることから、接続端子との接続等の端末加工時に発熱線3がバラけることがないため、加工性を向上させることができ好ましい。

0016

上記のような発熱線3を芯線2の周上に巻装することで発熱芯4が得られるが、必要に応じて、この発熱芯4の外周にシース(図示しない)を形成しても良い。シースの形成に際しては、押出成形等によって行っても良いし、予めチューブ状に成形したシースを発熱芯4に被せても良く、形成の方法には特に限定はない。シースを構成する材料としても、コード状ヒータの使用形態使用環境などによって適宜設計すれば良く、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、合成ゴムフッ素ゴムエチレン系熱可塑性エラストマーウレタン系熱可塑性エラストマー等、種々のものが挙げられる。また、このシースの外周に、更に保護被覆を形成しても良い。

0017

上記のようにして得られたコード状ヒータ1は、例えば、パイプや槽等に巻き付けられて凍結防止用ヒータ保温ヒータとして供される。また、アルミ箔や不織布等の基材上に蛇行形状等の所定の形状に配設されて面状ヒータとし、例えば、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ等に供されることになる。このような面状ヒータとする際には、上記特許文献4を参照して、発熱芯4の外周に熱融着層を形成し、加熱加圧を加えることで基材に接着することも考えられる。上記したシースを形成する場合は、熱融着層はシースの外周に形成されることになる。このように、熱融着層は、コード状ヒータにおける最外層として形成されるものである。熱融着層を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィンポリエステル塩化ビニルポリアミド等の熱可塑性高分子材料などが挙げられる。これらの内から任意に選択すれば良いが、上記した絶縁被膜3bを構成する材料の分解開始温度以下又は融点以下の温度で溶融する材料である方が良い。尚、上記したような面状ヒータとする際の工程についても、例えば上記した特許文献4などを参照することができる。

0018

以下、本発明の実施例について図1を参照にして説明する。

0019

(実施例1)
外径約0.2mmのアラミド繊維からなる芯線2の外周に、発熱線3をピッチ1mmで螺旋状に巻装して発熱芯4を構成し、この外周に、厚さ2mmでポリエチレン(以下、PEと記す)を被覆してシース(図示しない)を形成し、これをコード状ヒータ1とする。ここで、発熱線3は、素線径0.08mmの錫銅合金線からなる導体素線3aに、ポリウレタンからなる絶縁被膜3bを厚さ約0.04mmで被覆したものを7本引き揃えて構成されている。尚、導体素線3aの復元率は167%である。
(実施例2)
外径約0.2mmのアラミド繊維からなる芯線2の外周に、発熱線3をピッチ1mmで螺旋状に巻装して発熱芯4を構成し、この外周に、厚さ2mmでPEを被覆してシース(図示しない)を形成し、これをコード状ヒータ1とする。ここで、発熱線3は、素線径0.05mmの銅線からなる導体素線3aに、ポリウレタンからなる絶縁被膜3bを厚さ約0.04mmで被覆したものを6本引き揃えて構成されている。尚、導体素線3aの復元率は133%である。
(実施例3)
外径約0.2mmのアラミド繊維からなる芯線2の外周に、発熱線3をピッチ1mmで螺旋状に巻装して発熱芯4を構成し、この外周に、厚さ2mmでPEを被覆してシース(図示しない)を形成し、これをコード状ヒータ1とする。ここで、発熱線3は、素線径0.05mmの銀銅合金線からなる導体素線3aに、ポリウレタンからなる絶縁被膜3bを厚さ約0.04mmで被覆したものを6本引き揃えて構成されている。尚、導体素線3aの復元率は500%である。
(比較例1)
実施例1において、導体素線3aに絶縁被膜を被覆しなかったものである。

0020

上記のようにして得られた実施例1〜3、比較例1のコード状ヒータ1において、導体素線の断線時のおける異常発熱試験を行った。試験方法は以下の通りである。まず、コード状ヒータを電流計安定化電源を接続し、空中配設する。この状態で、3分間通電し、初期に係る抵抗値と発熱温度を測定する。次いで、導体素線3aについて1本を残して切断して、3分間通電し、断線時に係る抵抗値と発熱温度を測定する。尚、ワット密度は、初期値及び断線時ともに6W/mとなるように調整される。こうして得られた値について、次式により、抵抗値変化率温度変化値を算出した。
抵抗値変化率(%)=断線時抵抗値/初期抵抗値×100
温度変化値(℃)=断線時温度−初期温度

0021

0022

上記試験においても、本実施例1、2によるコード状ヒータ1は、導体素線3aの断線により抵抗値が上昇し、それに伴い電流量も減少して発熱が抑えられており、異常発熱による被害を防止することができるものであることが確認できた。これに対し、比較例1によるコード状ヒータ1は、導体素線3aの断線により発熱量の増大が確認された。このような状態で長時間の通電を行うと、場合によっては、その周囲を焦がすのみならず、使用者に火傷を負わしたり、火災を発生したりするなど甚大な被害を生ずることにもなりかねない。

0023

また、実施例3において、横巻きが困難な銀銅合金で製造したものは、部分断線時における異常温度抑制という効果は確認できたが、芯線2の外周に発熱線3を巻装する際、発熱線3に浮きが見られた。これにより、同一製造条件生産した実施例1と比較して、長尺に渡る抵抗値安定性において悪い結果となった。

0024

以上詳述したように本発明によれば、発熱線の一部に断線が生じてしまった際にも異常発熱による被害を防止することが可能なコード状ヒータを得ることができる。このコード状ヒータは、例えば、アルミ箔や不織布等の基材上に蛇行形状等の所定の形状に配設されて面状ヒータとし、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、暖房便座加熱調理器具等に好適に使用可能である。また、コード状ヒータ単体としても、例えば、パイプや槽等に巻き付けられて凍結防止用ヒータや保温ヒータとして好適に使用することができる。

図面の簡単な説明

0025

本発明の実施の形態によるコード状ヒータの構成を示す一部切欠斜視図である。

符号の説明

0026

1コード状ヒータ
2芯線
3発熱線
3a導体素線
3b絶縁被膜
4発熱芯

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社フロンティアエンジニアリングの「 ジュール加熱装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】高粘度の食材を変質させることなく、迅速に加熱でき、またコンパクト化を図ることのできるジュール加熱装置を提供する。【解決手段】加熱対象物の流動方向で流入側の1本もしくは複数本の加熱管2は、上限温... 詳細

  • 東京エレクトロン株式会社の「 基板処理装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】回転テーブルの回転に悪影響を及ぼすことなく、回転テーブルと一緒に回転する電装部品に対する電力供給、信号の送受信等を可能とする基板処理装置。【解決手段】基板Wを保持して回転する回転テーブル100... 詳細

  • 東京エレクトロン株式会社の「 基板処理装置および基板処理方法」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】回転テーブルに基板を保持した状態で基板の処理を行う基板処理において、基板温度の制御精度を向上させる。【解決手段】基板処理装置は、基板を保持した回転テーブルを回転駆動機構と、回転テーブルと一緒に... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ